Устройство для определения дисперсии длительностей выбросов случайных процессов

1656083 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Фоветсиии Сациалистическа Республик(43) Опубликовано 28,02.79. Бюллетень Ъ (45) Дата опубликования описания 28.02.7 Гос дарстееннын комитет СССР ло делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИЛ ИТЕЛЬНОСТЕЙ ВЪБРОСОВ СЛУЧАЙ Н ЫХ ПРОЦЕСС вал времени Т.Целью цзобр устройства ц р ных возможцос персии суммыС этой целью цця длительно етецця является упрощение сшцрение его фуцкц 11 ональтей путем определения дцслительностей выбросов.в устройство для опредслстей выбросоз введены два Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для определения статистических параметров выбросов случайных процессов.Известно устройство для определения 5 дисперсии случайных процессов, содержащее формирователь импульса, преобразователь интервал - число, частотомер, счетчик импульсов выборки, амплитудный селектор, аналого-цифровой квадратор и блок 10 усреднения 1.Однако наличие аналого-цифрового квадратора существенно усложняет устройство.Наиболее близкое к изобретению техническое решение - устройство для опреде ления дисперсии длительностей выбросов случайных процессов, содержащее формироватсль выбросов, генератор импульсов опроса, пять элементов И, два переключателя, преобразователь длительности импульса в амплитуду, реверсивный счетчик, делитель частоты, элемент задержки, триггер, замыкающую кнопку с самовозвратом, дифференцирующую цепочку, вход которой объединен с первым входом первого элемента И и подключен к первому выходу первого переключателя, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И. Вход первого переключателя подключен к выходу формирователя выбросов, выход дцфферснццруюц 1 ей цепочки - к первому входу третьего элемента И и через замыкающую кнопку с само- возвратом соединен с первым входом делителя частоты и с единичным входо.,; триггера, нулевой выход которого полк,:ючец к первому входу четвертого элемента И ц к вторым входам первого ц третьего элементов И, выход третьего элемента И сосдццец с вторым входом делителя частоты, выход которого подключен к входу элемента задержки и к нулевому входу триггера, сдцццчцый выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммцруюгццй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ 2,Известное устройство це позволяет определять дисперсию суммы длительностей выбросов тслучайного процесса за интерсумматора, блок установки интервала анализа, дополнительный элемент задержки, шестой элемент И, частотно-импульсный преобр азователь. Первый вход первого сумматора соединен с выходом первого элемента И, второй вход подключен к выходу дифференцирующей цепочки, а выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу допольителы 1 ого элемента задержки, и через ПрСОбраэоваТЕЛс длИТЮ 1 ЬНОСТИ 11 МПуЛЬСа В амплитуду - с входом частотно-импульсного преобразователя, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу дополнительного элемента задержки, и через второи переключатель - с вторым входом формирователя выбросов, Выход шестого элемента И соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И.Выход генератора импульсов подключен к входу блока установки интервала анализа, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход соединен с входом дифференцирующей цепочки.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства для определения дисперсии длительностей выбросов случайных процессов.Устройство содержит формирователь 1выбросов, элементы И 2 - 7, первый сумматор 8 длительностей выбросов, второй сумматор 9 длительностей выбросов, элемент ИЛИ 10, элемент задержки 11, дополнительный элемент задержки 12, генератор импульсов 13, блок 14 установки интервала анализа, дифференцирующую цепочку 15, преобразователь 16 длительности импульса в амплитуду, частотно-импульсный преобразователь 17, реверсивный счетчик 18, триггер 19, делитель 20 частоты, замыкающую кнопку 21 с самовозвратом, первый переключатель 22 с неподвижными контактами 23, 24, второй переключатель 25 с неподвижными контактами 26, 27.Устройство работает следующим образом.При измерении дисперсии длительностейвыбросов переключатель 22 замкнут на контакт 24, переключатель 25 - на контакты 26, 27. Напряжение реализации исследуемого процесса, подводимое к входному зажиму, поступает на сигнальный вход формирователя 1 выбросов. В последнем установлено заданное пороговое напряжение, относительно которого формируются прямоугольные импульсы постоянной амплитуды. Длительность импульса равна длительности выброса, из которого сформирован импульс, Через элемент И 3 (при наличии разрешающего напряжения на его втором входе) импульс поступает в сумматор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8 длительностей импульсов, в котором длительности всех импульсов, поступавших за цикл измерения, суммируются, и через эле мент ИЛИ 10 - на входы дополнительного элемента задержки 12 и преобразователя 16. Элемент задержки 12 задерживает каждый импульс па время, большее его ; лптельности.11 реобразователь 16 преобразует импульс пропо 11 циональнос ,1 литс.1 ьности папр 11- жепие (коэффициент пропорциональности К,), которое запоминается, Это напряжение подается на Вход частотно-импульсного преобразователя 17, с помощью которого преобразуется в периодическую последовательность импульсов. Частота импульсовна выходе преобразователя 17 пропорциональна этому напряжению (коэффициент пропорциональности К), Эти импульсы поступают на вход элемента И 4, на другой вход которого поступает задержанный импульс с выхода элемента задержки 12.На выходе элемента И 4 ооразуется пачка импульсов, число импульсов в которой равно п 1=1 Т=К 1 КТ, эти импульсы подводятся к входу элемента И 5 и проходят через нее на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 (если триггер 19 находится в единичном положении). Задним фронтом импульса на выходе элемента задержки 12 формирователь 1 выбросов подготавливается к формированию следующего выброса,Суммирующий вход реверсивного счетчика соединен с входом д-й декады, поэтому после прохождения Л= 10 с выбросов в счетчике 18 будет накоплено число А, пропорциональное оценке второго момента длительностей выбросов, т. е.ММ-10 У- - 7 Кс=1= жК,К,Л,Для получения прямого отсчета необходимо установить и"К 1 К 2 = 101,По истечении У выбросов в сумматоре 9 образуется сумма длительностей выбросов, которая пропорциональна оценке математического Ожидания длительности выбро- сов- =ЖМ-.1:1Число У обрабатываемых выбросов задается устройством, состоящим из элемента И 6, делителя 20 частоты, триггера 19 и замыкающей кнопки 21 с самовозвратом. До начала измерений триггер 19 находится в нулевом состоянии. При этом на вторые входы элементов И 3, 6 и первый вход элемента 5 подается запрещающий (нулевой) потенциал.После нажатия кнопки 21 первый выходной импульс дифференцирующсй цепочки 15 очищает делитель 20 частоты и перебра 650083сывает триггер 19 в единичное положение, вследствие чего на входы элементов И 3, 5, 6 поступает разрешающий (единичный) потенциал. С этого момента создается возможность передачи прямоугольных импуль сов через элемент И 3 на входы сумматора 8 и прохождения импульсов с выхода дифференцирующей цепочки 15 в делитель частоты, а также поступления выходных импульсов элемента И 4 на суммирующий 10 вход реверсивного счетчика 18, Делитель 20 частоты представляет собой пересчетную схему, коэффициент пересчета которой 1) = 10 ц,После поступления М импульсов на вы ходе делителя частоты возникает импульс, перебрасывающий триггер 19 в нулевое Голожение, В результате этого запираются элементы И 3, 5, 6, а на )первый вход элемента И 7 подается разрешающий потец циал. Кроме этого, импульс с выхода делителя частоты, задержанный элементом задержки 11 на промежуток времени (достаточный для окончания формирования в реверсивном счетчике 18 числа А), поступает 25 на вход опроса сумматора 8 длительностей импульсов, на выходе которого при этом формируется прямоугольный импульс с длительностью30)ЧДлительность этого импульса преобразуется с помощью преобразователей 16 и 17 в частоту 2 = К)Кт коротких импульсов,35 которые заполняют с помощью элемента И 4 прямоугольный импульс с длительностьюзадержанный элементом задержки 12. На выходе элемента И 4 образуется пачка 40 импульсов, число импульсов в которой равно)( -- ЖК,К, (М 1.Эти импульсы поступают через элемент И 7 на вычитающий вход реверсивного счет чика 18. В результате цикла измерения показание реверсивного счетчика 1, будет пропорционально оценке дисперсии длительностей выбросов=. А -= МК,К (М1 -Л 4) = В 10,где число р определяет положение запя той.В режиме измерения дисперсии суммы длительностей выбросов т, случайного процесса за интервал времени Т переключатель 25 замкнут на контакт 26, переключа тель 22 - на контакт 23. Импульс с выхода генератора 13 импульсов опроса запускает блок 14 для установки интервала анализа Т, на выходе которого формируется прямоугольный импульс длительностью Т (величину Т можно регулировать), В течение интервала времен Т на втором входе элемента И 2 присутствует разрешающее напряне)не, и прямо) гольцы(сф 01)мированные из выоросов пссле)чемого процесса, поступают черсз элемент Й 2 на вход сумматора длительностей импульсов, При этом каждый сформпрованпый импульс задним фронтом через переключатель 25 воздействует ца управляющий вход формирователя выбросов ц подготавливает последнии к формцровапц 10 след ю;цсго импульса.По окончании интервала анализа Т заднц)м фронтом цмпльса с Гьхода )ло" а 14 производится опрос с мматора 9 длцтс,-.:- ностей импульсов, ца выходе которого прц этом формируется прямоугольый импульс длительност)но т равной сумме длительностей выбросов за 1 нтсрвал времени Т. Этот импульс поступает на входы элемента И 3 ц дифференцирующей цепочки 15. Число Л обрабатываемых сумм длительностей выбросов ц формирование оценки дцсперсцц суммы длительностей выбросов 0 т, осуществляются далее аналогичнорассмотренному выше режиму измерения дисперсии длительностей одиночных выбросов.Введение новых элементов (два сумматора длительностей импульсов, блок устанозки интервала анализа, частотно-импульсный преобразователь и дополнительные элементы И ц задержки) позволяет измерять дисперсию суммы длительностей выбросов за установленный интервал времени, что расширяет функциональные возможности устройства. Кроме того, в усгронстве отсутствует сложць)й элемент - аналогоцифровой квадратор, что упрощает его.Формула изобретенияУстройство для определения дисперсии длительностей выбросов случайных проЦессов, содержащее формирователь Выбросов, генератор импульсов опроса, пять элементов И, два переключателя, преооразователь длительности импульса в амплитуду, реверсцвный счетчик, делитель частоты, элемент задержки, т 1)и)гср, замыкающий кнопку с самовозвра том, дпфферснццрующую цепочку, вход которой соединен с первым входом первого элсмецта И ц подключен к первому выходу первого перец,10- чателя, второй выход которого соединен с первым входом второго элемецта И. вход первого переключателя подключсц к выходу формирователя выбросов, выход дцфференццрчющей цепочки подключен к пер650083 8 Типография, пр. Сапунова, 2 вому входу третьего элемента И и через замыкающую кнопку с самовозвратом к первому входу делителя частоты и к единичному входу триггера, нулевой выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И и к вторым входам первого и третьего элементов И, соответственно выход третьего элемента И соединен с вторым входом делителя частоты, выход которого подключен к входу элемента задержки и к нулевому входу триггера, единичный вы.ход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения функциональных возможностей, путем определения дисперсии суммы длительностей выбросов, в него введены два сумматора, блок установки интервала анализа, дополнительный элемент задержки, шестой элемент И, частотно-импульсный преобразователь, при этом первый вход первого сумматора соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу дифферепцирующей цепочки, а выход. соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу . дополнительного элемента задержки, и через преобразователь длительности импульса в амплитуду - с входом частотно-импульсного преобразователя, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу дополнитель ного элемента задержки, и через второйпереключатель - с вторым входом формирователя выбросов, выход шестого элемента И соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход генерато ра импульсов подключен к входу блока установки интервала анализа, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход соединен с входом дифференцирующей цепочки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 25 1. Мирский Г, Я. Аппаратурное определсние характеристик случайных процессов.М., Энергия, 1972, с. 353.2. Авторское свидетельство СССР387392, кл. Ст 06 Р 15/36, 1971. Составитель Л. Григорьяи-Чтенц Редактор Е. Караулова Техред А. Камышникова Корректоры: И. Позняковская и 3, ТарасоваЗаказ 324/12 Изд,171 Тираж 779 Подписное 11 ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Ъосква, Ж, Раушская наб д. 4/5